京津冀地区土地利用及典型城市景观格局分析

利用京津冀地区2000年、2007年的TM影像和2013年的高分一号影像,采用监督分类并结合目视解译方法,对其整体的土地利用情况和北京、天津、石家庄、唐山4个典型城市的景观变化作定量分析。结果显示,近13 a来,京津冀地区的耕地数量在持续减少;城镇工矿用地面积在不断增加,其转入来源主要有耕地、林地等;林地、水体的年变化率出现先增加后减少的趋势,而草地、未利用地、盐田的变化趋势与之相反。在城市景观格局中,由于城市不同、发展类型不同,斑块数量、斑块密度变化各异,多样性指数、周长面积分维数和分离指数随时间变化逐渐上升,表明近13 a来京津冀城市景观的破碎度上升、斑块形状的复杂性增加。     

城市道路网主干道提取的形态分析方法

目的 基于多边形的形态分析提出一种城市主干道提取方法。首先根据点线数据生成多边形并计算多边形几何形态指标;然后使用支持向量机集成各项指标对生成的多边形进行形态分类,提取候选主干道多边形;最后根据格式塔理论使用区域增长算法连接候选主干道多边形,提取最终的道路网主干道。实验表明,通过本方法能够快速有效地提取道路网中的平行车道。与道路属性数据中的高等级道路比较发现,本文提取的主干道与道路网的建设等级趋于一致。     

京津冀地区污染过程的气溶胶遥感反演

针对地面监测站覆盖范围有限且成本高的不足,该文采用遥感卫星与地面站点数据相结合的方式,利用简化的气溶胶反演算法反演京津冀地区2013年秋、冬季节两次污染过程的气溶胶光学厚度,分辨率为500m。以气溶胶自动观测网在北京站点的监测数据作为简化的气溶胶反演算法的输入参数,分析气溶胶光学厚度与气溶胶自动观测网对应地面站点的相关性;将所反演气溶胶光学厚度与京津冀地区空气质量监测站点的细颗粒物浓度24h均值进行相关性分析,发现除近海城市外,相关性均较高。结果表明,简化的气溶胶反演算法适用于区域污染过程中的气溶胶光学厚度反演,反演精度高,对空气质量具有较好的监测能力。     

模糊信息处理的道路网匹配方法

针对传统的道路网匹配方法用阈值来决定待匹配对象的匹配关系,无法准确实现匹配判定的问题,该文提出了一种基于模糊信息处理的道路网匹配方法:在道路网数据论域中讨论模糊集合,通过置信水平判定模糊集合是否为空,从而判定匹配关系,较好地结合了匹配对象间匹配关系的模糊性与模糊数学的数据处理知识。基于两组数据的实验结果标明:所提方法不仅打破了设定阈值的常规思想,而且达到了较好的匹配效率,研究结果可以为道路网数据以及空间数据的融合、集成和更新提供参考。     

多级道路网的最优路径算法研究

针对大区域道路网的最优路径问题,分析了现有算法的不足,提出了采用金字塔似的多级道路网数据模型解决大数据量的网络分析问题,论述了多级道路网的数据模型构建以及多级道路网的最优路径算法。从实例分析可以看出,该模型及算法在处理大区域道路网最优路径分析上是可行的。     

Sentinel-1A TS-DInSAR京津冀地区沉降监测与分析

近年来,京津冀地区的不均匀地表沉降日趋严重,对公路、铁路等基础设施安全造成严重威胁,已引起国内外广泛关注。合成孔径雷达时序差分干涉TS-DIn SAR(Time Series Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar)作为一种高效的广域形变测量手段,在地面沉降调查监测中已被广泛应用,但如何针对高现势性的影像数据高精准提取大范围区域地表形变是当前深化的热点。本文利用欧洲太空局发布的Sentinel-1A新型数据源,针对TOPS(Terrain Observation by Progressive Scans)模式影像间存在多普勒中心不一致问题,借助外部高精度POD(Precise Orbit Determination)轨道和DSM(Digital Surface Model)数据进行频移滤波迭代配准,并针对Sentinel-1A数据特征集成优化了基于点目标时序分析的大区域地表形变监测方法,以2015年—2016年期间的29景影像为实验数据开展了京津地区沉降监测研究,提取了北京东、廊坊及天津西等地区的沉降结果,并结合区域内典型区域人口密度、产业分布、地表覆盖和线路剖面等信息深入分析了沉降的时空分布特征和成因。结果表明,Sentinel-1A时序干涉结果在大范围地表沉降调查监测上具有可靠的应用精度。     

京津冀地区1992—2014年三阶段地面沉降InSAR监测

京津冀地区是我国地面沉降灾害发育最严重的地区,几乎每年都造成巨大的经济损失。本文提出了改进的时间序列InSAR技术——多主影像相干目标小基线干涉技术（MCTSB-InSAR）,利用4颗卫星摄取的3个时段的时间序列SAR影像：ERS-1/2 SAR（1992—2000年）、ENVISAT ASAR（2003—2010年）、RADARSAT-2（2012—2014年）,获取了京津冀地区1992—2014年间3个时段的地面沉降信息。经与京津两地120个以上水准测量数据进行比较,3个时段的地表监测结果的精度分别为8.7、4.7、5.4mm/a。分析了北京和天津两市22年间地面沉降的时空变化特征,其中北京市地面沉降呈不断加重趋势;天津市地面沉降在1992—2010年间发展迅猛,在2010年以后有所减缓。同时,本文也表明MCTSB-InSAR技术是有效可靠的,在大区域地面沉降监测中具有推广应用价值。     

全局寻优的矢量道路网自动匹配方法研究

对道路之间存在1:N匹配关系的矢量道路网自动匹配问题进行研究.针对现有方法中大多数是基于局部寻优策略来寻找匹配道路,当同名道路存在较大距离偏差.又存在1:N匹配关系时,很容易导致误匹配的问题,改局部寻优策略为全局寻优策略,通过综合利用道路结点和道路弧段的特征信息,建立道路网匹配的最优化模型,并利用概率松弛法求解最优解,从而获得道路结点的匹配关系,以此为基础再获得道路弧段之间的匹配关系.试验表明:本文方法更具全局一致性,具有较高的准确率;即使在同名道路存在较大位置偏差甚至是非均匀偏差时,也可取得较为满意的结果,避免各种局部寻优方法难以准确设定权值的难题.     

利用微波辐射计AMSR-E的京津冀地区大气水汽反演

目的 发展了微波遥感水汽反演算法,对于裸露地表,通过极化差比值形式消除地表信息对大气水汽反演的干扰;针对非裸露地表,首先反演了地表发射率并对不同波段地表发射率之间的关系进行分析,进而建立了非裸露地表上空大气水汽的反演算法。本文算法的反演结果与GPS探测结果的对比显示均方根误差为7.4mm,与MODIS大气水汽产品空间分布特征的对比也显示了两者较高的区域一致性。最后对京津冀平原地区和山地地区的水汽进行了时间序列的分析。     

京津冀地区植被覆盖时空变化研究

针对京津冀地区突出的生态脆弱性问题,本文基于2000—2020年长时序京津冀地区植被覆盖度数据,采用线性趋势拟合、M-K检验、Hurst指数分析以及重心转移分析方法,对京津冀地区植被覆盖时空变化特征进行研究。结果表明,2000—2020年京津冀地区植被覆盖情况变化不大,未来会保持非显著性增长趋势;植被覆盖度在空间上重心分布存在不均衡性,整体呈现西移的趋势。     

京津冀协同发展交通网络地质安全监测

北京市地处地质活动较为频繁的地区,对全市打造一环六放射交通网络产生了重大影响.为保障2022年北京冬季奥运会的如期举行以及京津冀一体化的协同发展,以解决协同发展区重大地质问题为切入点,结合当前全球导航卫星系统动态监测、三维激光扫描以及无人机摄影测量与遥感等先进的技术手段,联合开展了京津冀协同发展交通网络地质安全监...     

京津冀地区高分一号宽覆盖正射影像生成

针对高分一号宽覆盖1A级影像的大区域正射影像生成后,相邻影像接边精度不高的问题,提出利用数字高程模型(DEM)作为高程约束的平面区域网平差方法提高其对地目标定位精度。通过京津冀地区的高分一号宽覆盖影像的平面区域网平差并进行正射纠正试验,在GOTOPO30 DEM的支持下,采用的区域正射纠正方法和处理流程取得了较好的效果。     

基于MapGis的道路网络路径分析

本文重点介绍了利用MapGis进行道路网络路径分析的途径、方法和过程,并对基础网络数据的准备提出了处理方法。     

京津冀协同发展交通网络地质安全监测预警系统框架建设

地质安全监测建立一套较科学的监测架构,包括布点、监测、传输和分析等,对交通网络所处地质环境的变化进行监测,为交通网络的地质安全风险评估提供依据。     

京津冀地区植被覆盖度时空演变特征分析

利用MODIS EVI遥感数据,采用AG滤波法(Asymmetric Gaussians)和像元二分模型来实现对2001-2015年京津冀EVI数据的重建和植被覆盖度的估算,在此基础上运用线性回归分析等方法,从时空两个维度分析了2001-2015年京津冀植被覆盖的演变趋势。研究结果表明:(1)2001-2015年京津冀地区植被覆盖度年际变化呈不显著增长,2003-2004年植被生态环境退化明显。(2)京津冀城市群植被覆盖度差异明显,大多数城市植被覆盖度处于稳定波动中,张家口市植被覆盖度呈波动上升。(3)2001-2015年京津冀植被覆盖度超过95%区域有所变化,呈增长趋势的区域占研究区面积的56.36%。显著变化区域中,中度改善区域占比例最高,达到28.18%;严重退化区域占比最小,仅为3.25%。     

基于SuperMap GIS的道路网络特征分析

道路网络特征分析是进行交通网络分析的基础,本文基于SuperMap GIS分析了道路网络特征,其中包括网络统计特征、网络中心性等网络特征,并以北京市道路网络数据为例进行了实验分析,实验结果表明SuperMapGIS是研究道路网络特征分析的重要计算平台。     

等时线模型支持下的路网可达性分析

等时线是道路网中参考于某特定点位的系列时间可达性的可视化表达,其生成需要分析道路网络特性及通行状况,其形态可以反映可达性规律。本文对等时线进行了定义、特性分析及生成方法研究;类比水滴沿木板的纹理扩散的过程,提出水流扩展算法生成等时线,在网络栅格化模型的基础上,考虑等时线扩展独特的约束条件,如道路状况、移动条件及时间分段等获得可达性扩展路径,通过扩展凸包和角平分线移位生成等时线。该算法基于场论思想,可以针对网络空间中任意感兴趣部分灵活负载约束条件,方便生成实时等时线;类比等高线表示地貌特征,对基于以上构建机制生成的等时线的排列、疏密、弯曲形式、弯曲方向及延伸方向等进行分析,发现空间可达性规律。     

运用主成分分析识别道路网中的网格模式

提出了基于主成分分析的网格模式识别方法。首先利用形状参量和关系参量描述道路网中的网眼;然后生成网眼数据的主成分;最后,根据主成分分析构造参量权重的思想,导出网眼属于网格模式隶属度,根据该参数识别网格模式。实验结果表明,识别结果与肉眼识别类似。     

基于像素工厂的京津冀地区GF-1正射影像制作

本文选择京津冀地区高分一号卫星影像作为研究对象,制定像素工厂平台下大区域高分一号正射影像制作方案。研究了利用像素工厂对大区域高分辨率遥感影像进行空三优化、正射校正、影像融合、影像镶嵌等关键技术,完成了京津冀地区高分一号正射影像的制作。精度评价结果表明,利用像素工厂能够生产在定位精度上满足要求的大区域高分一号卫星遥感影像正射影像,像素工厂在处理高分一号卫星遥感影像上具有大批量、精度高的优势。